集成调度中心选址的危险品运输路径问题研究

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　　摘要：本文提出一类集成调度中心选址的危险品运输路径优化模型，以调度中心的建设费用和运输成本最小为目标，从备选调度中心中选择最佳位置，安排车辆从调度中心出发，访问所有客户点，并返回出发地点。最后，通过Cplex求解一个算例，验证模型的有效性。
　　关键词：危险品运输;调度中心选址
　　近年以来，危险品运输路径问题引起了国内外学者的广泛关注，一方面部分学者多维视角评价危险品路径的好坏，另一方面部分学者根据需求分布和道路条件进行危险品路径设计，现有研究较少涉及调度中心的位置对危险品运输线路设计的影响。在现实中，不同调度中心的选址如何影响运输成本，其布局规模和位置也受限于投入预算。因此，亟待揭示需求分布、调度中心选址和运输路径如何影响危险品运输系统的规划和管理。综上所述，本文研究一类集成调度中心选址的危险品运输路径优化模型，根据客户的需求分布，选择最佳调度中心的位置和数量，确定若干条运输路径。最后，通过一个算例验证该模型的有效性。
　　一、问题描述和数学模型
　　一家危险品运输公司在某区域服务若干个客户，根据每个客户的危险品需求量，拟设计多条路线，安排每辆车从调度中心出发，在按顺序访问一定数量客户后，返回出发点。显然地，调度中心的不同位置对运输成本有影响，综合考虑其位置、建设费用，如何揭示调度中心的位置和线路设计之间耦合关系，设计最佳的危险品运输系统。综上所述，构建该问题的优化模型，具体如下：
　　式（1）表示追求极小化车辆运输成本和调度中心的建设费用两个目标。式（2）-（10）约束条件，其中：式（2）表示建设费用满足预算关系;式（3）和（4）确保至少一个调度中心被选中以及每辆车的起点是调度中心;式（5）表示每个客户被车辆访问;式（6）和（7）表示车辆与客户的网络流关系;式（8）表示避免子回路约束;式（9）和（10）表示每辆车的最大载重和行驶里程约束。
　　二、算例分析
　　以某危险品运输网络为例，如图1所示，涉及5个候选调度中心（D1-D5）和16个需求点（cl-C16），涉及调度中心的建设费用、客户端的需求量已知，如何确定最佳调度中心，并计算若干条车辆的危险品运输路径，追求总费用最少。
　　研发基于Cplex的求解调度平台，计算结果的车辆路线如表1所示，从中可知：（1）D2、D3和C4被选中，D1和D5未选中，总建设经费为7.8万。（2）将全部客户点分配给3辆车，路径信息如表1所示，它们的里程分别为39km、30km、29km，总运营费用为548.8元。
　　三、结语
　　本文研究調度中心的选址对危险品运输线路设计的影响，根据客户的需求分布，考虑调度中心的建设成本、预算、建设数量以及路径的长度、容量限制等现实约束，寻求它们之间最佳资源配置耦合关系，对危险品运输系统科学规划与管理具有重要的意义。
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